Piętrzenie rzek – mity i rzeczywistość

ZdjecieRzeki3

Ostatnie lata przyniosły Polsce długotrwałe okresy suszy. Zmusiło to polityków i mieszkańców wsi do szukania sposobów uzupełnienia zasobów wody. W licznych rozmowach z liderami wiejskimi, gdy rozmawiamy o klimacie, rzekach, suszy, powtarza się jak mantra jedno zdanie: trzeba rzekę pogłębić i jeszcze lepiej spiętrzyć. A jeśli tak, to jest to sprawa rządu, nie nas nas maluczkich. Postaram się odpowiedzieć, czy w ogóle piętrzenie i pogłębianie rzeki rozwiąże jakikolwiek problem. 

 Po co nam rzeka?

Jeśli mówimy o rzece, musimy się zastanowić, dlaczego jest ona dla nas ważna. Tradycyjnie uważa się, że rzeka daje możliwość rozwoju: transportu (szczególnie te większe rzeki), energetyki (ponownie, głównie na większych rzekach, choć i na mniejszych przez stulecia powstawały zakłady wykorzystujące siłę wodną), rekreacji (w szerokim znaczeniu tego słowa). Rzeki stanowią również źródło żywności, choć coraz rzadziej wykorzystywane.

Jednak rzeki niosą ze sobą także zagrożenia, przede wszystkim powodzie. Aby osiągnąć wymienione cele, rzeka musi być „łagodna”, o mało zmiennym przepływie, musi być ujarzmiona. Rzeka spławna i użyteczna energetycznie to rzeka skanalizowana, o utrwalonym korycie i spiętrzona wieloma przegrodami stabilizującymi dno.

Zapominamy przy tym, że rzeki nie są dla nas ludzi. One są częścią przyrody. Pełnią tu role nie do przecenienia. Zbierają wody opadowe, a także – o czym się często zapomina – wody podziemne, które infiltrują do rzek z gruntu. Następnie oddają je z powrotem do środowiska, tyle że w innym miejscu. To bardzo ważna rola, dzięki której wody opadowe oraz topniejącego śniegu i lodu nie odpływają szybko, ale równomiernie zasilają wody gruntowe na dużo większym obszarze niż pierwotny opad. Jest to konieczne dla utrzymania równowagi hydrologicznej w środowisku. Lecz żeby taki układ działał sprawnie, rzeka musi być „rozlazła” i „leniwa”. Powinna prowadzić wody jak najdłużej i rozlewać się w szerokim korycie.

Jeśli zakłócimy ekosystem rzek, narażamy się zarówno na problemy z suszą, jak i na regularne występowanie powodzi.

Dlaczego uważamy, że jest sucho?

Hydrolodzy od lat prowadzą badania nad ilością i występowaniem opadów, zarówno deszczu, jak i śniegu. Badają również korelacje między tymi opadami a przepływami w rzekach. Jest to konieczne, aby ujarzmić rzekę. Dzięki temu możemy projektować budowle hydrotechniczne coraz lepiej, dostosowane do warunków rzeki. Możemy także lepiej planować nasze działania nad rzeką, takie jak budowa ośrodków wypoczynkowych, wprowadzanie upraw na żyznych ziemiach starorzeczy, budowa ujęć wody, dróg wodnych, czy w końcu – energetyka wodna.

Rzeki zasilane są przez opady atmosferyczne oraz topniejący śnieg. Dlatego naukowcy bacznie obserwują, kiedy i ile deszczu lub śniegu spada. Wyniki tych badań prezentuje Państwowy Instytut Badawczy – Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej (PIB – IMGW) w swoich materiałach. IMGW próbuje również ocenić, czy dany rok jest „suchy” czy „mokry”. Zgodnie z tymi badaniami, w ciągu ostatnich lat (od 1957 do 2023 roku), lata suche lub bardzo suche stanowiły 45%.

W innych badaniach IMGW prezentujących wilgotność gleby na głębokościach 7 cm, 28 cm, 100 cm i 289 cm widać wyraźnie obszary Polski, gdzie susza jest już utrwalona hydrogeologicznie. Na tych obszarach przywrócenie właściwego stanu może nie nastąpić za naszego pokolenia.

Wody podziemne

Źródłem wody dla roślin jest przede wszystkim najpłytsza warstwa gruntu, pokryta ziemią uprawną. Drzewa korzystają z wód w głębszych warstwach. Grunty mogą być zasilane wodą zarówno przez opady, jak i filtrację z wód powierzchniowych. Dlatego tak ważne jest dbanie o zasoby wodne powierzchniowe.

W trakcie rozmów z liderami wiejskimi, na spotkaniach sołtysów w Mikorzynie czy liderek wiejskich w Łochowie, zawsze pada jedno pytanie: „Co robić?”. I zawsze słyszymy jedną odpowiedź: „Budować zbiorniki”. To zadanie oczywiście spoczywa na rządzie. Jednak, gdy pytamy, co robią osobiście, często słyszymy: „Mam „mausera”. A jest w nim woda? No nie ma, bo nie pada. No to co robimy? Mamy wodociąg”.

Woda w wodociągu lub w prywatnych studniach głębinowych jest pompowana z głębokości powyżej 50 metrów. Są to wody zgromadzone tam przed erą zlodowaceń – bardzo cenne i praktycznie nieodnawialne. Zwierciadło tych wód leży poniżej drugiej warstwy nieprzepuszczalnej (gliny), a woda z powierzchni dopłynie tam za kilkaset lat.

 


Fot. Mienia jako element systemu melioracyjnego, Duchnów, Wiązowna

Piętrzenia

Rozważmy kwestię budowy zbiornika wodnego. Taki zbiornik mógłby służyć jako źródło zasilania gruntu. Jednak samo piętrzenie na rzece to niewystarczające rozwiązanie. Zasięg infiltracyjny zbiornika jest ograniczony w porównaniu do swobodnie płynącej rzeki.

Piętrzenie ma początkowo pozytywne znaczenie, ponieważ zwiększa głębokość rzeki nie tylko w obszarze zbiornika, ale także powyżej niego. Jednak ma to znaczenie głównie techniczne, zwłaszcza w kontekście żeglugi i turystyki. Przegroda zwiększa jedynie głębokość, nie wpływając na przepływ, który zależy od opadów. Zbiornik musi się napełnić, a następnie uzupełnić straty. Innymi słowy, bilans wodny jest ujemny – więcej wody wpływa do zbiornika niż z niego wypływa. Poniżej poziomu piętrzenia wzrasta ryzyko suszy.

Parowanie

Warto zastanowić się, czy rzeka, która zasila zbiornik, ma wystarczająco wysoki przepływ, aby uzupełnić utratę wody do atmosfery poprzez wzmożone parowanie. Jeśli nie, woda może zacząć płynąć w przeciwnym kierunku, a zwierciadło wody gruntowej w okolicy zbiornika opadnie. Zgodnie z danymi PIB-IMGW na stronie StopSuszy, w gorące dni dobowe parowanie może wynieść 5 mm. Proszę zauważyć, że z 10-hektarowego zbiornika w ciągu doby ubędzie aż 500 m³ wody! Jeśli zwierciadło wody opadnie poniżej poziomu wód gruntowych, zbiornik przestaje pełnić funkcję zasilania gruntu i staje się jedynie drenażem.

Rumowisko

Zmniejszenie prędkości wody w zbiorniku prowadzi do osadzania się rumowiska, które jest wleczone przez rzekę. Objętość zbiornika zaczyna się wypełniać rumowiskiem i innymi „śmieciami” unoszonymi przez nurt. Poniżej poziomu piętrzenia następuje gwałtowne wybieranie rumowiska, co prowadzi do nadmiernego obniżenia dna i zwierciadła wody.

Aby temu zapobiec, buduje się kolejne stopnie piętrzenia poniżej, aby „podeprzeć” powyższy jaz. W efekcie, prędkość wody dramatycznie spada w rzece, a rzeka traci zdolność do meandrowania i zasilania wód gruntowych na dużym obszarze. W czasie wezbrań pojemność zbiorników często okazuje się niewystarczająca, a jedynym rozwiązaniem jest obcięcie wierzchołka fali kulminacyjnej.

Warto również wspomnieć o tzw. kaskadach wodnych. Ich budowa niesie ze sobą dramatyczne efekty związane z parowaniem. Na przykład kaskada Wołgi przyczyniła się do systematycznego zanikania Morza Kaspijskiego. Z drugiej strony, samotny stopień wodny Włocławek spowodował problemy z ujęciami wody w mieście.

Bilans tlenowy

Budowa przegrody wodnej ma istotny wpływ na bilans tlenowy wody. Z jednej strony, woda hamowana przez przegrodę powoduje odkładanie się nie tylko rumowiska, ale także innych zanieczyszczeń. W zbiorniku zaczyna spadać poziom tlenu, co prowadzi do zanikania życia. Dodatkowo, procesy fermentacji stają się bardziej aktywne.

Początkowo po wykonaniu spiętrzenia wydaje się, że woda wypływająca jest oczyszczona dzięki osadzaniu się rumowiska i materii organicznej na dnie zbiornika. Niestety po pewnym czasie pojawiają się wykwity glonów, które powodują wymieranie organizmów wodnych, a temperatura wody rośnie. Poniżej poziomu przegrody wzrost natlenienia jest minimalny.

Bioróżnorodność

Wielu ekspertów wskazuje na potencjalny wzrost bioróżnorodności w wyniku budowy przegrody. Jednak jest to temat trudny do pełnej analizy. Co rozumiemy przez bioróżnorodność? Czy chodzi o liczbę gatunków występujących na danym obszarze, czy może o stosunek tej liczby do ogólnej populacji? Zbiorniki wodne, zwłaszcza zaporowe, niekoniecznie prowadzą do wzrostu bioróżnorodności, ale często do całkowitej wymiany gatunków. Rzeka to dynamiczny nurt wody, podczas gdy zbiornik wodny to praktycznie jezioro. To zupełnie różne środowiska. Nic więc dziwnego, że po budowie przegrody często dochodzi do wymiany gatunków. Dodatkowo, systematyczne zanieczyszczanie wód zbiornika może wpłynąć na ten proces.

W przypadku małych zbiorników proces wymiany gatunków może być mniej widoczny, ponieważ ekosystemy rzeczne i jeziorne nawzajem się przenikają.

Zostawmy rzeki sobie samym

Dlaczego więc budujemy przegrody, skoro ich efekty są ograniczone? Często wynika to z fałszywie pojmowanych potrzeb ludzkich. Z jednej strony chcemy, aby woda w razie wezbrania odpłynęła jak najszybciej, a w czasie suszy zwiększyła filtrację do gruntu. Niestety, pogłębianie, prostowanie i piętrzenie rzek nie przynoszą oczekiwanych efektów. Jak zatem skutecznie zarządzać wodą? Odpowiedź tkwi w naturze, która sama reguluje procesy ekologiczne.

Fot. na stronie głównej Mienia jako rzeka dzika (Tartak, Mińsk Mazowiecki)

Fot. Jacek Pietrusiak

Tekst powstał w ramach projektu „Gmina Przyjazna Wodzie” finansowanego ze środków Europejskiej Fundacji Klimatycznej

 

 

Facebook
Twitter
Email

Newsletter

Co miesiąc najlepsze teksty WW w Twojej skrzynce!

Newsletter

Co miesiąc najlepsze teksty WW w Twojej skrzynce!